Energy in Future 
 
Dr.-Ing. Dieter Bokelmann - Facts Climate Change & Renewable Energy - Fakten Klimawandel & Erneuerbare Energien - Energie in der Zukunft - Energy Consulting

解决方案

概要中所述的全球与德国一次能源碳中和发电的解决方案难以实现,原因有二。首先,全球相互之间的协调不起作用。这是一项先决条件。因为有些国家并没有足够的国土面积能通过太阳能和风能产生足够的绿色能源,而另一些国家的产能则供大于求。所以,必须进行组织调配。这也仅仅只是在短期内取得部分成功。其次,对太阳能和风能的投资将不得不在现有基础上大幅度成倍增加。

首先,全球的解决方案如下图所示。无论是在理论上还是实践上,一次能源的无碳发电都是可能的。然而,也存在上述的限制条件。

其次,给出了一个针对德国的解决方案。由于面积不足,无法进行自给自足的能源生产,如左图所示(德国面积的20.84%,包括海上系数1.2)。可能的变化,如右图所示。在这里,所需一次能源的约三分之一是通过太阳能和风能产生的。这一项所需的面积大约是150公里乘以150公里。余下的三分之二则是通过由绿色氢气或燃料驱动的燃气轮机产生的。或者,也可采用小型的核电站。这两种发电厂预计每个厂可发电400兆瓦。假设每个工厂所需的占地面积为1平方公里。在德国现有大约670家不同设计的发电厂。进而,还需要约600家新电厂。可以对一些现有的燃气轮机进行改造。这些发电厂所需的总面积只有25公里乘以25公里。这类能源发电所需的土地只有太阳能或风能所需土地的1%左右。此外,必须进口约65 万吨氢(或类似燃料)。氢(或类似的绿色人工燃料)一方面用于燃气轮机的运行,另一方面,也用于工业(例如:钢厂)和重载运输工具(卡车,可能还有公共汽车)。面临的挑战是,组织进口所需数量的人工燃料,与合适的国家签订合同,并进行专有技术的转让。

图中的面积要求大于其他资料中所计算的面积。一方面,这是因为还可对混合能源进行优化。另一方面,并不需要100%的一次能源。这是因为电动汽车等都远比内燃机更为高效。在其他页面上也考虑到了这一点。

图中的数据包含在图旁的表格中。

有3个方面需要考虑的情景。

方面1:在表格和解释以及紧凑数据页上,解释说我们需要大大增加目前对太阳能和风能的投资。事实上,通过15个系数,在一代人中实现无二氧化碳的能源生产。这在理论上是可能的,但资源是不可用的41)。) 为加速建立绿色能源能力找到资源是一个挑战。这必须通过提高效率和改进技术来实现。如果这个问题不能得到解决,缺失的绿色能源份额原则上只能由核电站产生。然而,如果可能的话,应该避免这样做

方面2:即使有可能在一代人的时间里实现二氧化碳中和,到那时大气中已经增加的二氧化碳含量仍将存在。当然,这也意味着已经发生的温度下降将继续下去。这必须减少大约三分之一才能达到1900年的水平。 这是约800千兆吨二氧化碳的三分之一42)。) 那是264千兆吨的二氧化碳。这相当于72千兆吨的碳。假设一棵普通的树有1立方米的木材(DxL=0.3mx10m)。假设一立方米的重量是一吨。那么一棵树储存了半吨的碳43)。) 大约需要种植2000亿(10^9)棵树来储存这一数量的碳。那么1900年的二氧化碳水平将再次达到45),即大约300ppm,而不是425ppm。作为比较,目前世界上大约有3万亿(10^12)棵直径大于10厘米的树木。这就是3000亿棵树44)。)

方面3.事实上,能源消费世界将进一步增加。 希望核聚变能在不久的将来成为现实45)46)。) 但即使如此,也无法在一个有限的星球上实现无限的增长。在宇宙中合适的星球上重新安置将永远是科幻小说。如果没有足够的绿色能源能力的投资,不能排除这个世界上的第六次大规模灭绝的可能性47)。) 此外,世界人口不能继续增加,最好减少。 必须改变消费者行为,包括肉类消费。然而,最后两项要求已经足够众所周知了。